本實用新型屬于電源驅(qū)動控制電路領(lǐng)域，具體涉及一種多路光源調(diào)節(jié)電路。

背景技術(shù)：

目前LED光源被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，在很多情況下，需要同時驅(qū)動多個LED光源并且單獨對各個光源進行調(diào)節(jié)。現(xiàn)有對光源，尤其是LED光源的調(diào)節(jié)方式有多種，應(yīng)用較為廣泛的調(diào)節(jié)方式是脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，縮寫為PWM)，簡稱脈寬調(diào)制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在應(yīng)用在LED光源中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，通過調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達到控制LED光源的目的。

參見圖1，現(xiàn)有的LED的PWM調(diào)光，均先給LED提供恒流源，再采用LED與場效應(yīng)管串聯(lián)的方式，通過調(diào)節(jié)場效應(yīng)管的開通脈寬，改變LED的平均輸出功率。因此當有多個調(diào)光通道時，就需要堆砌多個重復(fù)的恒流電路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種多路光源調(diào)節(jié)電路，旨在解決現(xiàn)有LED光源調(diào)節(jié)電路中對多路LED光源的控制需要使用多個恒流源的技術(shù)缺陷。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種多路光源調(diào)節(jié)電路，包括恒流源、多個光源支路以及與所述光源支路對應(yīng)的控制電路，

所述光源支路包括至少一光源和與所述光源并聯(lián)的開關(guān)，所述開關(guān)包括第一連接端、第二連接端和控制端，所述第一連接端和第二連接端分別與連接所述光源的兩個輸入端，控制端與所述控制電路連接；以及，

所述光源支路相互串聯(lián)，首位的光源支路的第一連接端與所述恒流源的一輸出端連接，第二連接端與串聯(lián)的下一光源支路的第一連接端連接；中間的光源支路的第一連接端的與上一光源支路的第二連接端連接，第二連接端與串聯(lián)的下一光源支路的第一連接端連接；尾位的光源支路的第一連接端與串聯(lián)的上一光源支路的第二連接端連接，第二連接端與所述恒流源的一輸出端連接。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，所述光源支路的光源為LED，所述開關(guān)為場效應(yīng)管，所述場效應(yīng)管的源極為第一連接端，漏極為第二連接端，柵極為控制端。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，還包括恒壓電源，所述恒流源包括與所述恒壓電源連接的恒壓轉(zhuǎn)恒流電路。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，還包括升壓電路，所述升壓電路的輸入端與所述恒壓電源連接，輸出端與所述控制電路連接。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，所述控制電路包括三極管，所述三極管的基極輸入斬波信號，集極與所述開關(guān)的控制端連接，發(fā)射極接地。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，所述控制電路還包括第一至第七電阻，

所述第一電阻的一端與所述升壓電路的輸出端連接，另外一端連接斬波信號輸入端和第二電阻一端，所述第二電阻的另外一端連接所述三極管的基極和第三電阻的一端，所述第三電阻的另外一端接地；

所述第四電阻的一端與所述三極管的集極連接，另外一端與第五電阻的一端連接，所述第五電阻的另外一端與所述開關(guān)的第二連接端連接；

所述第六電阻的和第七電阻并聯(lián)，所述第六電阻的一端與所述升壓電路的輸出端連接，另外一端與所述開關(guān)的控制端和第四電阻和第五電阻之間的線路連接。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，所述電源為24伏特，所述升壓電路的輸出電壓為30伏特。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，所述恒壓轉(zhuǎn)恒流電路包括開關(guān)穩(wěn)壓器控制器。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，所述升壓電路包括直流-直流變換控制器。

根據(jù)本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路，所述直流-直流變換控制器的型號為MC34063。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路通過將多個光源支路串聯(lián)，每個光源支路包括并聯(lián)的光源和開關(guān)，從而在PWM信號的控制下只需要單個恒流源就可以支持多個光源支路進行控制，降低成本，提高了可靠性。這樣，克服了現(xiàn)在常規(guī)電路元件重復(fù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性低等的問題，同時具有效率高，調(diào)光響應(yīng)迅速，調(diào)光色溫保持不變等優(yōu)點。本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路尤其適合應(yīng)用到LED等各類負載，既能滿足普通照明的調(diào)光要求，也能滿足舞臺燈光、景觀照明對亮度和色彩的快速變化要求。此外，本實用新型通過串聯(lián)負載的方式，有效地減小了主線路電流，提高了效率，達到了節(jié) 能的目的。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：

圖1是現(xiàn)有多路光源調(diào)節(jié)電路的電路原理圖；

圖2是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式中控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路另一實施方式的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式中恒流源電路的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式中升壓電路的電路結(jié)構(gòu)圖；

其中：

10：恒流源；20：光源；30：開關(guān)；40：控制電路；41：第一電阻；42：第二電阻；43：第三電阻；44：第四電阻；45：第五電阻；46：第六電阻；47：第七電阻；48：三極管。

具體實施方式

本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路將多個光源支路串聯(lián)，每個光源支路包括并聯(lián)的光源和開關(guān)，從而在PWM信號的控制下只需要單個恒流源就可以支持多個光源支路進行控制，降低成本，提高了可靠性。

參見圖2，圖2是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了一種多路光源調(diào)節(jié)電路，包括恒流源10、多個光源20支路以及與光源支路對應(yīng)的控制電路40。恒流源10是一種能輸出恒定電流的電源，被廣泛應(yīng)用于檢測熱繼電器、塑殼斷路器、小型短路器及需要設(shè)定額定電流、動作電流、短路保護電流等生產(chǎn)場合。在本申請中，恒流源10用于給光源支路提供恒流。光源支路包含光源20，在控制電路40的控制下發(fā)光，并且在控制電路40的控制下產(chǎn)生相應(yīng)強度、頻率的光源。

在圖2示出的實施方式中，光源支路包括至少一光源20和與光源并聯(lián)的開關(guān)30。此處使用的“開光”是指可以使電路開路，使電流中斷或者使其流到其他電路的電子元件，包括但不限于各種機械式開關(guān)、半導(dǎo)體開關(guān)器件等，例如場效應(yīng)管、三極管、接觸器等。

開關(guān)30包括第一連接端、第二連接端和控制端，第一連接端和第二連接端用于連接于電路中，而控制端用于根據(jù)輸入的控制信號控制第一連接端和第二連接端之間連接或者斷開。對于光源支路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而言，在圖2示出的實施方式中，開關(guān)30與光源20并聯(lián)，即第一 連接端和第二連接端分別與連接光源20的兩個輸入端，控制端與控制電路40連接，接收控制電路40的控制信號，并且根據(jù)該控制信號斷開或者連接第一連接端和第二連接端。

此外，對于光源支路之間的連接關(guān)系而言，光源支路相互串聯(lián)，形成鏈條式結(jié)構(gòu)。位于首位的光源支路(即第一個光源支路)與連接恒流源10和第二位的光源支路，而位于末尾(即最后一個光源支路)連接其上一個光源支路與恒流源10之間。

具體而言，位于首位的光源支路的第一連接端與恒流源10的一輸出端連接，第二連接端與串聯(lián)的下一光源支路的第一連接端連接。中間的光源支路(即首位的光源支路與末尾的光源支路之間的光源支路)的第一連接端的與上一光源支路的第二連接端連接，第二連接端與串聯(lián)的下一光源支路的第一連接端連接。尾位的光源支路(即最后一個光源支路)的第一連接端與串聯(lián)的上一光源支路的第二連接端連接，第二連接端與恒流源10的一輸出端連接。

在一些實施方式中，光源支路的光源20為LED，開關(guān)30為場效應(yīng)管，場效應(yīng)管的源極為第一連接端，漏極為第二連接端，柵極為控制端。

參見圖3，圖3是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式中控制電路40的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3示出的控制電路40包括三極管48，三極管48的基極輸入斬波信號，集極與開關(guān)30的控制端連接，基極接地。此外，控制電路40還包括第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七電阻47，總計七個電阻。

其中，第一電阻41的一端與升壓電路的輸入端連接，另外一端連接斬波信號輸入端和第二電阻42一端。第二電阻42的另外一端連接三極管48的基極和第三電阻43的一端，第三電阻43的另外一端接地。第四電阻44的一端與三極管48的集極連接，另外一端與第五電阻45的一端連接，第五電阻45的另外一端與開關(guān)30的第二連接端連接。第六電阻46的和第七電阻47并聯(lián)，第六電阻46的一端與升壓電路的輸出端連接，另外一端與開關(guān)30的控制端和第四電阻44和第五電阻45之間的線路連接。

參見圖4，圖4是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路另一實施方式的電路結(jié)構(gòu)圖。圖4示出的多路光源調(diào)節(jié)電路包含四個控制電路40、四個光源支路。光源支路相互串聯(lián)，位于首位的光源支路與電恒流源10的一輸出端(圖4中標示為LED+)連接，位于末尾的光源支路與恒流源10的另外一輸出端(圖4中標示為LED-)連接。控制電路40輸入PWM控制信號，將控制信號處理后，輸出給光源支路的作為開關(guān)的場效應(yīng)管的柵極來控制LED等。

在圖4示出的實施例中，控制電路40在場效應(yīng)管開通時，短路與其并聯(lián)的LED，使負載電流通過場效應(yīng)管流走，從而使流經(jīng)與其并聯(lián)的LED電流為0。控制電路40的作用是把PWM調(diào)光信號轉(zhuǎn)化為場效應(yīng)管的驅(qū)動電壓，從而使流經(jīng)LED的電流與PWM信號同步，實現(xiàn)調(diào)光效果。

以位于首位的光源支路為例，當輸入的PWM信號為高電平時，控制電路40的三極管48飽和導(dǎo)通，此時三極管48的集電極和基極之間的電壓Vce＝0.6V，而場效應(yīng)管(開關(guān)30)的源極電壓Vs為：

Vs＝24V-Vf(LED光源壓降)≈24-3.3＝20.7V

因而，場效應(yīng)管柵-源電壓差Vgs為

Vgs＝Vg-Vs＝2.42-20.7＝-18.28V

其中，Vg為柵極電壓。

所以場效應(yīng)管被關(guān)斷，恒流電流全部流經(jīng)光源20LED燈，此時，光源20LED處于發(fā)光狀態(tài)。

相反，當輸入的PWM信號為低電平時，控制電路40的三極管48截止，此時三極管48的集電極和基極之間的電壓Vce＝30V，而場效應(yīng)管(開關(guān)30)的源極電壓Vs為：

Vs(Q6)＝24V-Vf(led1)≈24-3.3＝20.7V

因而，效應(yīng)管柵-源電壓差Vgs為：

Vgs＝Vg-Vs＝30-20.7＝9.3V

其中，Vg為柵極電壓，Vs為場效應(yīng)管的源極電壓。

所以場效應(yīng)管導(dǎo)通，恒流電流全部流經(jīng)場效應(yīng)管，光源20LED熄滅。

其它PWM信號控制與其對應(yīng)的場效應(yīng)管原理相同，此處不再贅述。

參見圖5，圖5是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式中恒流源10電路的電路結(jié)構(gòu)圖。圖5示出的多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式中的恒流源10電路還包括恒壓電源，恒流源10包括與恒壓電源連接的恒壓轉(zhuǎn)恒流電路。在一些實施方式中，恒壓轉(zhuǎn)恒流電路包括開關(guān)穩(wěn)壓器控制器，其中，驅(qū)動芯片U1為直流-直流變換控制器，其型號可以為NCL30100，恒壓轉(zhuǎn)恒流電路包括輸入濾波電解電容EC1，場效應(yīng)管Q1，續(xù)流二極管D1，續(xù)流電感L1，穩(wěn)壓二極管ZN1，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，電容C1、C2、C3、C4，C5。本實施例中，恒壓轉(zhuǎn)恒流電路在負載電壓從0V至80％的輸入電壓范圍內(nèi)，均能實現(xiàn)恒流輸出，它為后面的并聯(lián)調(diào)光電路提供了穩(wěn)定可靠的恒流源。

在一些實施方式中，多路光源調(diào)節(jié)電路還包括升壓電路，升壓電路用于給光源支路的場效應(yīng)管提供柵-源電壓(Vgs)。參見圖6，圖6是本實用新型實施例所述多路光源調(diào)節(jié)電路一實施方式中升壓電路的電路結(jié)構(gòu)圖。升壓電路的輸入端與恒壓電源連接，輸出端與控制電路40連接。在圖6示出的實施方式中，升壓電路包括直流-直流變換控制器，其型號可以為MC34063。在一些實施方式中，電源為24伏特，升壓電路的作用是將輸入電壓升高6V左右，升壓電路的輸出電壓為30伏特，為并聯(lián)調(diào)光電路的場效應(yīng)管提供足夠的Vgs，保證場效應(yīng)管 能夠完全開通，以短路LED的負載電流。升壓電路包括驅(qū)動芯片U2，升壓電感L1，升壓二極管D2，輸出濾波電解電容EC2，電阻R8、R9、R10、R11，電容C6，C7。

現(xiàn)有常規(guī)的LED串聯(lián)調(diào)光電路由于每個調(diào)光通道需要配備一個恒流源10，存在電路元件重復(fù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性低等問題。而本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路能夠只使用單個恒流源10，支持多個調(diào)光通道，這就克服了現(xiàn)在常規(guī)電路元件重復(fù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性低等的問題，同時具有效率高，調(diào)光響應(yīng)迅速，調(diào)光色溫保持不變等優(yōu)點；本實用新型可以應(yīng)用到LED等各類負載，既能滿足普通照明的調(diào)光要求，也能滿足舞臺燈光、景觀照明對亮度和色彩的快速變化要求。

另外，本實用新型實施例提供的多路光源調(diào)節(jié)電路通過串聯(lián)負載的方式，有效地減小了主線路電流，提高了效率，達到了節(jié)能的目的。例如，假設(shè)在圖1示出的現(xiàn)有的LED調(diào)光電路的調(diào)光通道數(shù)為n，每個通道的LED電流Ii(i＝1...n)均為I，主線路阻抗為R0，則對于圖1示出的常規(guī)的調(diào)光電路而言，主線路損耗為(nI)^2*R0，而本實用新型實施例提供的調(diào)光電路(圖2示出的實施例)中，主線路損耗僅為I^2*R0。這在大電流和多調(diào)光通道的情況下，這個優(yōu)點尤為突出。

上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。